纳米结构氧化锌的制备新方法

介绍了一种在纯水环境中水热法合成纳米结构ZnO的新方法,讨论了该方法制备纳米ZnO的生长机理和影响因素。通过扫描电镜检测可知,合成的纳米结构ZnO形貌均一,晶形规则。由荧光光谱可知,合成的纳米结构ZnO在370nm左右有典型的较窄的本征激发光峰,在500~550nm有宽泛的深能级激发光峰。     

ZnO一维纳米材料的制备与表征

首先以乙醇为溶剂,乙酸锌为前驱体,油酸钠为表面修饰剂,采用溶液化学法,制得ZnO纳米粒子。以自制ZnO纳米粒子为基体,通过煅烧方法制备针状ZnO纳米线束。通过紫外-可见吸收光谱(UVVis)、荧光光谱(FL)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对合成的样品进行表征。结果表明,所合成ZnO纳米粒子样品UV-Vis吸收光谱在355nm给出ZnO纳米粒子的特征吸收峰,FL光谱显示在400和550nm处产生荧光发射。ZnO纳米粒子尺寸约为5nm且粒径分布较窄。自制ZnO纳米粒子样品经500℃煅烧后可得到针状ZnO纳米线束。纳米线为六方晶系纤锌矿结构ZnO单晶纳米线,长度约为10μm,直径约为100nm,长径比约为100,且具有良好的紫外发光性能。     

室温固相法合成ZnO纳米棒及其光学特性

在氯化钠存在下,以硫酸锌和氢氧化钠为原料,采用一步室温固相法制备了纳米氧化锌.XRD、TEM分析结果表明:所得纳米氧化锌为棒状,直径约10nm左右,长度约100～160nm.利用紫外-可见分光光度计测试了光吸收性能,发现ZnO纳米棒对200～380nm波长范围的光有很强吸收性,在可见光范围内,也有较强的吸收.ZnO纳米棒在550nm左右具有较弱的荧光发光峰且ZnO纳米棒较普通氧化锌发光峰波长发生了明显的红移.     

ZnO四足和多足纳米结构的制备和光致发光性能研究

采用简单的热蒸发法,在没有使用载气和催化剂的情况下成功制备出ZnO四足和多足纳米结构。采用场发射扫描电镜、X射线衍射、高分辨透射电子显微镜和荧光分光光度计研究了ZnO纳米结构的形貌、结构和光致发光性能。结果表明所合成的ZnO是由具有六方纤锌矿结构的四足和多足纳米结构组成,足部呈棒状并沿[0001]方向生长。提出了四足和多足ZnO纳米结构的生长机制。在室温下的光致发光光谱中,494nm处出现一个较强的绿色发射峰,391nm处出现一个较弱的紫外发射峰。     

SnO_2纳米颗粒的制备及其发光性能

用大分子网络凝胶法合成了氧化锡(SnO2)纳米颗粒。X射线衍射(XRD)结果表明,合成的SnO2纳米颗粒具有四方金红石结构,不含任何杂质相。扫描电镜(SEM)观察发现,制得的SnO2纳米颗粒形貌规整、呈类菱形。荧光光谱结果表明,在326 nm波长的光激发下,其荧光光谱由四个主发射带组成,其峰值分别位于379,417,450,470 nm。用230 nm波长的光激发,得到一个740 nm的荧光发射峰。基于实验结果,探讨了纳米SnO2的形成机理和发光机制。     

梳状氧化锌纳米材料的制备及结构、性能的表征

通过纯锌粉蒸发，在600-650℃无催化条件下成功制备了高质量的梳状ZnO纳米结构。通过扫描电镜（SEM）及高分辨透射电镜（HRTEM）观察，所制备的梳状ZnO纳米结构具有两种典型形貌，且皆为单晶结构，分析表明其生长由气-固生长机理控制。室温光致发光谱显示，梳状ZnO纳米结构在385nm附近形成紫外发射峰；在以495nm为中心的范围内，形成较宽的绿光发射峰。     

纳米氧化锌的制备及其光致发光性能研究

采用低温蒸发和气相输运方法,研制出ZnO的纳米棒－纳米钉、纳米钉类球状聚集体和具有钉状结构的纳米梳。利用透射电子显微镜和X射线衍射仪对其形貌与结构进行了表征,阐明了ZnO纳米结构的生长机理。用荧光光谱仪测量了退火前后纳米棒－纳米钉结构的光致发光谱,结果显示,在380nm处两者均存在近紫外峰,在500nm处出现绿色宽谱峰,而退火2h后近紫外发光峰窄而强,且发生了少许蓝移,此现象可归因于退火后的ZnO纳米结构具有较低的点缺陷浓度。     

Ce掺杂ZnO纳米晶的光致发光特性

以 Zn(NOs)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O为原料,明胶为模板分散剂,采用凝胶模板燃烧法制备纯ZnO和ZnO:Ce纳米晶,利用XRD、TEM和PL谱研究样品的结构和性能.结果表明:产物粒子形状基本为球形,结晶良好,属六方晶系结构;随着掺杂量的增加,粒子尺寸逐渐减小,说明Ce掺杂能够有效地抑制ZnO晶粒生长.在310nm光的激发下,观察到480～500nm强而宽的可见发射,在此背景上出现487nm和494nm的蓝绿光子发射峰,掺杂样品的发光强度显著增强.蓝光发射主要是由于氧空位与间隙氧之间的跃迁,绿光发射是由于材料表面离子化氧空位中的电子与价带中光激发的空穴之间的复合.     

ZnO/TiO_2复合纳米材料的制备及其在染料敏化太阳电池中的运用

本文在长有ZnO纳米粒子作为"种子层"的FTO基底上用水热合成法制备了取向高度一致的ZnO纳米线阵列,用TiCl4的异丙醇溶液在ZnO纳米线阵列的表面生长了纳米结构的TiO2。利用扫描电子显微镜、能量散射谱、X射线衍射分别表征纳米材料的形貌和结构,用Raman光谱研究了材料的晶格结构特性。染料敏化太阳电池的性能测试表明,与纯ZnO作为光阳极相比,ZnO/TiO2复合纳米材料作为光阳极的器件,开路电压和填充因子都得到了提高。     

苯乙烯-马来酸酐共聚物/氧化锌纳米粒子合成与表征

以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,乙酸锌为前驱物,苯乙烯-马来酸酐共聚物为大分子稳定剂,采用溶液化学法,制备了氧化锌纳米粒子。通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱(PL)、透射电子显微镜(TEM)等方法对合成的ZnO纳米粒子样品进行表征。结果表明,所合成样品具有量子尺寸效应,样品UV-Vis吸收光谱在350nm给出氧化锌纳米粒子的特征吸收峰,样品PL光谱显示在410nm处可产生明显的荧光发射。氧化锌纳米粒子的尺寸在50~100nm且粒径分布较窄,表明苯乙烯-马来酸酐共聚物对氧化锌纳米粒子的表面起到了良好稳定作用。     

ZnO粒径对MC尼龙/纳米ZnO复合材料力学性能的影响

用三种粒径范围的纳米ZnO合成MC尼龙/ZnO复合材料。考察了纳米ZnO的粒径对复合材料力学性能和在复合材料中的分散状况的影响。研究表明,平均粒径为30nm的ZnO合成的MC尼龙/纳米ZnO复合材料中ZnO粒子达到纳米级分散,粒子分布均匀,ZnO对MC尼龙的力学性能提高幅度最大,增强增韧作用非常明显;平均粒径为200nm的纳米ZnO在复合材料中,虽然粒径较大,但分散较均匀,无明显团聚,ZnO对MC尼龙的力学性能也有一定的提高,但提高幅度不大;平均粒径为60nm的ZnO分散难度大,ZnO在复合材料中既有小颗粒的分散,也有大颗粒的团聚体,使材料的力学性能明显不如前两种复合材料。     

ZnO/CdS复合纳米粒子的热分解合成及发光性能

设计了简单的化学反应路线,在表面活性剂PEG400存在下通过简单的前驱体热分解反应合成了ZnO/CdS复合纳米粒子,其直径在4~10nm之间。前驱体则通过室温固相反应获得。用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM))对产物的结构和形貌进行了表征。同时,对产物的光致发光性能(PL)作了测试。结果表明:ZnO/CdS复合纳米粒子在380 nm处有一个较弱的归因于近带隙发射的发光峰,550 nm处较强的发射峰来自于由氧空位形成的深浅表面态所捕获的电子-空穴对的复合。另外,对它们的形成机理进行了简单的探讨。     

不同尺寸ZnO的光催化性能比较及Zn2SnO4修饰纳米ZnO性能评价

研究了ZnO尺寸及Zn_2SnO_4(ZTO)对ZnO光催化性能的影响。通过胶体自组装法和水热合成法分别制备了两种不同尺寸的ZnO,应用X射线衍射、扫描电镜等手段对催化剂进行了表征,并以λ=365nm的紫外光为光源,以甲基橙模拟染料污染物,评价了不同尺寸ZnO的光催化活性和光稳定性。结果表明,纳米ZnO拥有更高的催化活性,而微米ZnO的光稳定性相对更佳。对拥有较高催化活性的纳米ZnO辅以ZTO修饰,考察了ZTO的复合对纳米ZnO催化性能的影响。结果表明,被ZTO修饰的纳米ZnO光稳定性有较大的提升,同时催化活性比单纯纳米ZnO得到提升。实验结果结合理论研究表明,异质结构型的复合催化剂能有效分离光生电子-空穴,而ZTO与ZnO的能带位置关系决定空穴转移至ZTO,有效阻止了空穴对ZnO的腐蚀作用。研究和理论共同证实了ZTO是ZnO光稳定剂的合适选择。     

一种光致荧光材料的制备方法及其光谱特性研究

采用碳还原法合成SrS：Eu，Sm，研究了灼烧温度及灼烧时间对样品发光性能的影响。通过X射线衍射（XRD）测试证明合成材料纯度较高，样品具有SrS的面心立方结构，晶格常数为0．601nm。样品的激发谱峰值在272、340、466nm处，荧光光谱的峰值在614nm处，光激励发光峰为608nm，光激励发光的光谱响应范围为800-1400nm。     

纳米ZnO/聚苯胺复合材料的制备与表征

通过溶胶 凝胶法和O/W型乳液聚合法制备了经过十二烷基苯磺酸钠 (SDBS)修饰的纳米ZnO粉体和纳米ZnO/聚苯胺 (PAn)的复合材料 ,并进行了形貌、结构和性质的表征与分析。结果表明 ,纳米氧化锌晶形为六方晶系球形结构 ,粒径平均为 2 5nm。而纳米ZnO/PAn的复合材料也呈现出特殊的红外吸收特性 ,在 170 0cm- 1～ 330 0cm- 1出现 1个较强的吸收峰 ,同时因纳米ZnO的加入而使聚苯胺各特征峰振动强度均增强 ,所以可得出 ,纳米ZnO的掺杂对聚苯胺的红外光谱的影响较大     

纳米ZnO的燃烧法制备和光谱特性

首次以硝酸锌和甘氨酸为原料,用燃烧合成法制备了纳米ZnO粉体。对材料进行了电镜和比表面积的测量,结果显示,产物粒径分布均匀,约为20nm。在阴极射线激发下,样品有较强的发光。研究发现,燃料与氧化剂的比例的变化将导致材料在发光峰位置及其相对强度上的明显差异,对此现象给出了合理的解释。     

反应时间对球状及棒状ZnO纳米晶的影响

本实验采用溶液法合成球状及棒状ZnO纳米晶。X射线衍射分析(XRD)显示合成的纳米晶为六方纤锌矿结构ZnO。紫外可见光(UV-vis)光谱和透射电镜(TEM)图表明通过改变反应时间可以控制ZnO纳米棒的长度。随着反应时间从90min延长到360min,纳米棒的长度可以从25nm长大到60nm。同时,纳米晶的室温光致发光谱(PL)具有强烈的近带边发射,在LED和LD等光电器件上有一定的应用前景。     

涂料用纳米氧化锌/聚醋酸乙烯酯的制备及抗紫外性能

ZnO抗老化性能优良,聚醋酸乙烯酯(PVAc)热塑性好,由两者制成的复合材料具有优异的抗紫外性能,用于涂料可以提高抗老化性能.以ZnSO4和尿素为原料,用水解法制得纳米ZnO溶胶,将ZnO溶胶分散于PVAc-丙酮溶液中,制得无色透明的纳米ZnO/PVAc复合溶胶,再将两者合成无色透明的ZnO/PVAc复合膜.结果表明:ZnO在PVAc中分布均匀,形态一致;ZnO含量低于2.0%o时,ZnO/PVAc中纳米颗粒粒径在20～30 nm范围内,平均密度为27.4 nm,体积平均为27.8 nm,数均25.4 nm;与纯PVAc溶液相比,最大吸收峰蓝移了13.2 nm;复合材料中ZnO含量仅0.65%o时,吸光度增大近1倍,且随材料中ZnO含量的增加而增大.     

纳米Zn/ZnO复合结构的光催化活性

采用干法室温振动研磨的方法制备纳米Zn粉,纳米Zn水解制备纳米Zn/ZnO复合结构。光催化实验证明在太阳光和紫外光照射时,纳米Zn/ZnO复合结构具有优良的光催化性能。TEM检测表明,经11h研磨的Zn粉粒度分布在10～20nm之间,纳米Zn水解反应生成的固相产品,纳米ZnO与未完全反应的纳米Zn构成棒状与片状共存的独特结构,XRD分析表明产物中仅含有Zn和ZnO两种物质;UV-Vis谱显示纳米Zn/ZnO复合体在可见光区的吸收强度明显高于纳米ZnO颗粒,颗粒尺寸减小引起激子吸收峰蓝移,与体相材料相比纳米颗粒有更高的光催化氧化-还原能力。     

纳米ZnO材料在染料/量子点敏化太阳能电池中的研究进展

ZnO是一种性能优异的环保半导体材料,其具有合成原材料来源丰富、制备条件简单、形貌结构易调控等优点,被广泛应用于能源、信息、环境等领域。在染料/量子点敏化太阳能电池中,ZnO通常被用作光阳极材料,负载光吸收剂,同时接收和传输电子。通过发挥其结构易控制的优点,一系列不同的ZnO纳米结构,如纳米球,纳米线,纳米片或纳米花等被用于敏化太阳能电池的光阳极,从而极大地提高了敏化太阳能电池的性能。综述将主要从单一纳米结构和复合结构两方面对纳米ZnO材料进行介绍,讨论了不同ZnO结构在染料/量子点敏化太阳能电池中的最新研究进展,并对电池光电性能的进一步提升提出新的展望。